Средна скорост: Как да се изчисли и примери
Средната скорост или средната скорост се определя като коефициент между изминатото пространство и времето, прекарано през това пространство. Скоростта е фундаментална величина, както във физическото, така и в ежедневието на хората. Той присъства в почти всеки аспект от живота на хората.
Това присъствие на скорост е особено забележимо в днешното общество, където има нарастващо търсене на непосредственост. Разбира се, скоростта също е неразривно свързана с множество физически явления. Някак си всички хора имат интуитивна идея, повече или по-малко точна, за понятието за скорост.
Необходимо е да се прави разлика между средната скорост и моментната скорост. Моментната скорост е скоростта, която тялото носи в определен момент, докато средната скорост е коефициентът между изместването и времето.
Освен това трябва да се отбележи, че скоростта е скаларно количество; има насока, смисъл и модул. По този начин скоростта се прилага в една посока.
В международната система скоростта се измерва в метри в секунда (m / s), въпреки че други единици често се използват в ежедневието, като например километри в час (km / h).
Как да го изчислим?
Изчисляването на средната скорост се извършва от следния израз:
v m = Δs / Δt = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )
В това уравнение v m е средната скорост, Δs е увеличението на изместването и Δt е нарастването на времето. От друга страна, s f и s 0 са крайното и първоначално изместване, съответно; докато t f и t 0 са съответно крайното и първоначалното време.
Друг израз за изчисляване на средната скорост е:
v m = s t / t t
В този израз s t е общото изместване и t t е общото време, инвестирано в това изместване.
Както се наблюдава в това изчисление, само общото изместване и общото време, използвано в него, се вземат предвид, без по всяко време да е необходимо да се вземе предвид начина, по който е настъпило това изместване.
Също така не е необходимо да се знае дали тялото е ускорило, е спряло или е извършило цялото пътуване с постоянна скорост.
Често може да е необходимо да се извърши обратното изчисление, за да се определи общото изместване от средната скорост и общото време, прекарано.
В този случай просто трябва да изчистим изместването на първото уравнение, за да получим израза, който ни позволява да го изчислим:
Δs = v m ∙t
Също така може да се направи, ако трябва да изчислите времето, прекарано на изместване, извършено при известна средна скорост:
Δt = v m ∙ Δs
Единици за измерване на скоростта
Скоростта може да се изрази с различни единици. Както вече бе споменато по-горе, в международната система единицата за измерване е метър в секунда.
Въпреки това, в зависимост от контекста, може да бъде по-удобно или по-практично да се използват други единици. Така, в случай на транспортни средства, обикновено се използва километър на час.
От друга страна, в англосаксонската система от единици те използват крак за секунда ( ft / s ) или мили на час ( mph ) за случая на транспортни средства.
В морското корабоплаване обикновено се използва възел; От друга страна, в аеронавтиката понякога се използва числото на Мах, което се определя като коефициент между скоростта на тялото и скоростта на звука.
Примери за изчисляване на средната скорост
Първи пример
Типичен пример, при който може да се наложи да се изчисли средната скорост, е изместване между два отделни града.
Да предположим случая, при който е известно както общото изместване (което не е необходимо да съвпада с разстоянието между двата града), направено по време на пътуването между двата града, например 216 километра, така и времето, прекарано по този маршрут. Например три часа.
Изчисляването на средната скорост се извършва, както следва: \ t
v m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h
Ако се желае да се изрази скоростта в единици на международната система, следва да се извърши следното преобразуване:
v m = 72 km / h = 72 / 1000/3600 = 20 m / s, тъй като един километър е хиляда метра и един час е 3600 секунди.
Втори пример
Друг практичен случай на изчисляване на средната скорост е, когато са извършени няколко пътувания за определен период от време.
Да предположим, че една жена, която е направила няколко велосипедни обиколки в продължение на няколко дни и иска да знае каква е била средната обща скорост на пътуването си.
Жената е пътувала на следните разстояния по последователни дни: 30 километра, 50 километра, 40 километра и 20 километра.
Използваните времена са следните: час и половина, два часа и половина, два часа и половина и час и половина. След това получената средна скорост се изчислява, както следва:
v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1, 5 + 2, 5 + 2, 5 + 1, 5) = 17, 5 km / h
Примери за средна скорост
Може да е интересно да се знаят някои примери за средни скорости на преместване, за да има по-интуитивна представа за различните стойности, които скоростта може да приеме.
В случай на ходене, стойността на средната им скорост се счита за 5 километра в час. Ако същият този човек работи, той може да достигне половината от тази средна скорост.
Средната скорост на любителския велосипедист може да бъде оценена на около 16 километра в час, докато за професионален велосипедист на път средната скорост достига стойност от 45 километра в час.
Ураганите от категория 1 могат да имат средна скорост от 119 километра в час. И накрая, средната орбитална скорост на Земята около Слънцето е 107 218 км / ч.
